DE4301577C2 - Flüssigkeitsausteiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spender zur Abgabe vorgebbarer Mengen eines viskosen Fluids nach Maßgabe des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Ein derartiger Spender ist aus der US-A-5 104 375 bekannt, bei dem zwei axial hintereinanderliegende Abschnitte eines Kolbens dichtend gegen eine Zylinderwand anliegen.

Spender dieser Art, die oft als Spritze bezeichnet werden, werden dazu verwendet, um wiederholt mit hoher Frequenz vorbestimmte kleine Mengen viskoser Flüssigkeit abzugeben. Derartige Spender werden beispielsweise für Pasten oder cremeförmige Fluide in der elektronischen Fertigung und für Klebemittel eingesetzt. Der in der Regel aus transparentem Material bestehende Zylinder ist im Betrieb mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt und kann mit Druckluftimpulsen beaufschlagt werden, um so die Flüssigkeit durch eine an dem Vorderende des Zylinders angebrachte Nadel auszustoßen.

Speziell bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität entsteht das Problem, daß die Flüssigkeit an der Innenwand des Zylinders anhaftet, so daß der Flüssigkeitspegel in der Mitte des Zylinders um ein größeres Maß abgesenkt wird als in wandnahen Bereichen.

Im ungünstigsten Fall, wenn die Tiefe der Flüssigkeit in Zylindermitte extrem klein wird, kann auch Druckluft durch die Nadel ausgestoßen werden.

Dieses Problem ist insbesondere bedeutsam, wenn der Spender dazu verwendet wird, eine undurchsichtige viskose Flüssigkeit auszustoßen. Wenn die Flüssigkeit an der Innenwand eines transparenten Zylinders anhaftet, kann der abgesenkte Flüssigkeitsspiegel in Zylindermitte von der Außenseite durch den Zylinder hindurch nicht beobachtet werden. Es besteht somit die Gefahr, daß der Ausstoß der viskosen Flüssigkeit fortgesetzt wird, ohne daß erkannt würde, daß auch Druckluft ausgestoßen wird.

Bisher sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um den Ausstoß von Druckluft zu vermeiden und nur den Ausstoß der viskosen Flüssigkeit allein sicherzustellen. Eine bekannte Methode besteht darin, in dem Zylinder einen verschiebbaren Kolben anzuordnen, welcher mit einem Druckluftimpuls beaufschlagt wird und dabei die viskose Flüssigkeit gleichförmig herausdrückt.

Verschiedene Beispiele von Spendern, die solche Kolben enthalten, werden nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 3A bis 3D erläutert.

Ein Beispiel des in Fig. 3A gezeigten Spenders umfaßt einen Zylinder 1, in welchem ein Kolben 2 axial verschiebbar ist. Der Kolben 2 weist einen Außendurchmesser auf, welcher etwas kleiner ausgelegt ist als der Innendurchmesser des Zylinders 1. Wenn die viskose Flüssigkeit 3 Feststoffpartikel enthält, wie es bei cremeförmigen Lötmaterialien der Fall ist, werden diese Feststoffpartikel oft zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 eingeklemmt und behindern damit die Betätigung des Kolbens 2. Es ist damit schwierig, das beabsichtigte Ausstoßen der konstanten Menge der viskosen Flüssigkeit 3 zufriedenstellend zu erzielen.

Wenn der Kolben 2 einen Außendurchmesser aufweist, welcher wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 1, wie in Fig. 3B gezeigt, werden die Feststoffpartikel der viskosen Flüssigkeit 3 zwar nicht mehr zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 eingeklemmt. Da jedoch eine gewisse Menge der viskosen Flüssigkeit 3 am Kolben 2 vorbeiströmt, kann dieser die beabsichtigte Funktion nicht richtig ausführen. Es ist auch nicht möglich, den Flüssigkeitsspiegel von außen zu beobachten.

Bei einem anderen in Fig. 3C gezeigten Kolben, der beispielsweise aus der US-A-4 778 299 bekannt ist, ist dieser mit einem oder mehreren Dichtungsringen 5a, 5b aus einem elastischen Material versehen. Die Dichtungsringe 5a, 5b verhindern wirksam den Eintritt der viskosen Flüssigkeit 3 zwischen Zylinder 1 und Kolben 4. Die in der viskosen Flüsigkeit enthaltenen Feststoffpartikel können immer noch unter Deformation der Dichtungsringe in den Zwischenraum gelangen und damit eine ungehinderte Arbeitsweise des Kolbens 4 behindern. Außerdem tritt erhöhte Reibung zwischen der Innenwand des Zylinders 1 und den Dichtungsringen 5a, 5b auf und diese macht es schwierig, den Kolben 4 unter Anwendung des Druckluftimpulses auf die obere Fläche des Kolbens 4 richtig zu verstellen.

In Fig. 3D ist noch ein anderes Beispiel gezeigt, das der Vorrichtung in US-A-5 104 375 entspricht, in welchem der Spender einen hohlen Kolben 6 enthält, welcher mit einem Paar Flanschen 7a, 7b in axialem Abstand voneinander versehen ist. Der Kolben 6 weist einen im wesentlichen U-förmigen Längsschnitt auf mit einer inneren peripheren Fläche und einer Bodenfläche, welche durch einen Druckluftimpuls beaufschlagt werden (Pfeil 8), um den Kolben 6 in Fig. 3D nach unten zu verschieben und auch die Flansche 7a, 7b fest gegen die Innenfläche des Zylinders 1 zu drücken. Die Flansche 7a, 7b werden axial gleitend durch den Zylinder 1 geführt, um auf diese Weise die beabsichtigten Funktionen wirksam zu erzielen; das heißt, um zu verhindern, daß die viskose Flüssigkeit 3 in den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 6 eingelassen wird, und auch um zu verhindern, daß die Feststoffpartikel in der viskosen Flüssigkeit 3 in den Zwischenraum eingeklemmt werden.

Bei Betätigung des Spenders von Fig. 3D wird die viskose Flüssigkeit 3 aus der (nicht gezeigten) Nadel ausgestoßen unter Anwendung eines Druckluftimpulses auf die druckaufnehmenden Flächen des Kolbens 6. Wenn die konstante Menge der viskosen Flüssigkeit 3 aus der Nadel abgegeben worden ist und die Zufuhr des Luftimpulses anschließend gestoppt wird, neigt die Rückstellkraft der komprimierten Flüssigkeit dazu, den Kolben 6 von der Nadel weg zurückzudrücken. Dadurch wird eine kleine Menge Luft von dem oberen Endbereich des Kolbens 6 zwischen den Zylinder 1 und den Kolben 6 gesaugt, wie bei 9 gezeigt. Wenn erst die Luft 9 in den Zwischenraum eingesaugt worden ist, wird sie darin festgehalten, ohne daß sie zu dem oberen Endbereich des Kolbens 6 ausgestoßen wird. Vielmehr vergrößert sich oft die festgehaltene Menge Luft 9 während der wiederholten Betätigung des Kolbens 6. Es ist zu beachten, daß ein ähnliches Problem in dem Beispiel von Fig. 3C auftritt.

Wenn eine größere Menge Luft 9 zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 4, 6 in den Beispielen der Fig. 3C und 3D zurückgehalten wird, wird der Druck des auf die Kolben 4, 6 ausgeübten Luftimpulses durch die festgehaltene Luft 9 auf die viskose Flüssigkeit 3 übertragen, welche während einer Abwärtsverschiebung des Kolbens 4, 6 mehr oder weniger komprimiert wird. Also wird die Übertragung des Luftdrucks auf die viskose Flüssigkeit 3 verzögert. Im ungünstigsten Fall wird aufgrund der Kompression der Luft 9 die viskose Flüssigkeit 3 überhaupt nicht aus der Nadel ausgestoßen. Dieses Problem ist insbesondere ernst in dem Beispiel von Fig. 3D, in welchem der Luftdruck auch dazu verwendet wird, die Flansche 7a, 7b gegen die Innenwand des Zylinders 1 zu drücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spender zur Abgabe von vorgebbaren Mengen eines viskosen Fluides nach Maßgabe des Oberbegriffes des neuen Anspruches 1 zu schaffen, der eine genaue Dosierung der abzugebenden Fluidmenge ermöglicht, selbst dann, wenn Partikel im Fluid auftreten, seien es störende Fremdpartikel oder auch im Fluid vorgesehene körnige Ingredienzen, wobei das Auftreten von Gaseinschlüssen im Fluid vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Spender dadurch gelöst, daß der radial am weitesten außenliegende Bereich der Stirnseite des Kolbens einen Außendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ist, und daß sich an den außenliegenden Bereich ein von der Fluidspeicherkammerseite weg erstreckender Zwischenabschnitt anschließt, dessen Außendurchmesser gegenüber dem Außendurchmesser des äußersten Bereiches der Stirnseite vermindert ist, und daß weiterhin der an den Zwischenabschnitt anschließende hintere Abschnitt des Kolbens mehrere elastische, in Radialrichtung verformbare Klappenelemente aufweist, die im eingebauten Zustand des Kolbens gegen die Innenwand des Zylinders anliegen und die jeweils durch sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze voneinander getrennt sind, wobei durch die axialen Schlitze ein zwischen der Innenwand des Zylinders und dem Zwischenabschnitt gebildeter, mit der Fluidspeicherkammer kommunizierender ringartiger Raum mit dem Raum über der Kolbenrückwand verbunden ist.

Beim Spender gemäß der Erfindung werden während der Montage des Kolbens in dem Zylinder der vordere Abschnitt mit einem etwas kleineren Außendurchmesser an seinem hinteren Ende und der hintere Abschnitt mit einem etwas größeren maximalen Außendurchmesser, beide bezogen auf den Innendurchmesser des Zylinders, mit der Innenwand des Zylinders in Kontakt gebracht, um eine unerwünschte Neigung der Kolbenachse relativ zu der Zylinderachse zu verhindern und damit, den Kolben richtig in den Zylinder einzuführen.

Dabei dient der abgeschrägte vordere Abschnitt der Kolbenstirnseite dazu, die viskose Flüssigkeit und restliche Luft in dem Zylinder und auch evtl. Feststoffpartikel, die in der Flüssigkeit enthalten sind, durch einen Zwischenraum zwischen dem hinteren Ende des vorderen Abschnitts und der Innenwand des Zylinders zu dem hinteren Abschnitt auszustoßen. Ohne Rücksicht darauf, ob die viskose Flüssigkeit Feststoffe enthält, kann die in dem Zylinder nach oben gedrückte viskose Flüssigkeit wirksam blockiert werden durch den hinteren Abschnitt des Kolbens, welcher in seinem elastisch deformierten Zustand fest in den Zylinder eingesetzt ist.

Erfindungsgemäß wird während des Einsetzens des Kolbens und dem anschließenden Ausstoß der viskosen Flüssigkeit aufgrund des engen Gleitkontaktes zwischen der Zylinderinnenwand und den Klappenelementen, die zwischen den axialen Schlitzen in der Außenfläche des hinteren Abschnitts des Kolbens definiert sind, die Flüssigkeit daran gehindert, an der Innenwand des Zylinders zu haften. Eventuelle Feststoffe gelangen somit nicht in den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Zylinderinnenfläche und den Klappenelementen des hinteren Abschnitts. Genau genommen kann dennoch viskose Flüssigkeit in einem gewissen Ausmaß an der Zylinderinnenwand anhaften bleiben, und zwar in den Bereichen, die den axialen Schlitzen in dem hinteren Abschnitt des Kolbens entsprechen. Die axialen Schlitze können aber so schmal ausgeführt werden, daß die tatsächlich an die Zylinderinnenwand anhaftende Menge der viskosen Flüssigkeit vernachlässigbar klein ist. Somit kann der Flüssigkeitsspiegel von außen ungehindert beobachtet werden.

Da die Klappenelemente in ihrem zusammengedrückten Zustand in engem Kontakt mit der Zylinderinnenwand stehen, dienen sie außerdem dazu, Schwankungen des Innendurchmessers des Zylinders aufgrund von Fertigungstoleranz und dergleichen zu kompensieren.

Wenn ein Druckluftimpuls auf den Kolben ausgeübt wird, wird die viskose Flüssigkeit hauptsächlich indirekt durch den Kolben gedrückt und teilweise direkt durch die axialen Schlitze, um die Flüssigkeit aus der Nadel auszustoßen. Die ausgestoßene, vorbestimmte Menge, hängt dabei von dem Luftdruckpegel und der Impulsdauer des Druckluftimpulses ab.

Selbst wenn die in der viskosen Flüssigkeit enthaltenen Feststoffpartikel während des Ausstoßprozesses die Klappenelemente des hinteren Kolbenabschnitts erreichen sollten, werden aufgrund des engen Kontaktes der Klappenelemente mit der Zylinderinnenfläche in dem elastisch deformierten Zustand die Feststoffe wirksam daran gehindert, zwischen Kolben und Zylinder eingeklemmt zu werden. Hierdurch wird eine ungehinderte Arbeitsweise des Kolbens sichergestellt.

Falls dennoch die in der viskosen Flüssigkeit enthaltenen Feststoffpartikel die axialen Schlitze in dem hinteren Kolbenbereich erreichen, wird die Größe jedes Schlitzes ausreichend größer gemacht als die Größe des Feststoffpartikels, um das Hindurchgehen der Feststoffpartikel durch diese zuzulassen. Solche Schlitze stellen ebenfalls eine glatte Arbeitsweise des Kolbens sicher.

Wenn die konstante Menge der viskosen Flüssigkeit ausgestoßen worden ist, und die Zufuhr des Luftimpulses anschließend gestoppt wird, wird durch die komprimierte viskose Flüssigkeit eine Rückstellkraft auf den Kolben ausgeübt. In diesem Fall wird die Rückstellkraft entspannt durch den Zwischenraum zwischen der Innenwand des Zylinders und dem Zwischenabschnitt von vermindertem Durchmesser und dann durch die axialen Schlitze in dem hinteren Abschnitt abgeleitet. Es ist somit möglich, eine unerwünschte Verstellung nach oben oder ein "Zurückdrücken" des Kolbens und ein resultierendes Ansaugen von Luft in den Raum unter dem hinteren Abschnitt des Kolbens definitiv zu verhindern, ohne Rücksicht darauf, ob die viskose Flüssigkeit eine relativ hohe Kompressibilität aufweist oder eine wesentliche Menge von Luftblasen enthält.

Vorzugsweise ist das hintere Ende des vorderen Kolbenbereichs mit wenigstens einem axialen Rücksprung an seiner Außenfläche ausgebildet, an dem der Kolben von der Zylinderinnenwand beabstandet ist und einen Spalt dazwischen läßt. Der Spalt ist so gestaltet, um ein Passieren der Feststoffartikel zuzulassen, so daß es nicht nur möglich ist, eine Neigung der Kolbenachse relativ zu der Zylinderachse zu vermeiden, sondern auch, einen sanften Ausstoß von Luft und viskoser Flüssigkeit zu dem hinteren Kolbenbereich sicherzustellen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A und 1B Draufsichten von oben bzw. von unten auf den Kolben des Spenders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A und 2B Längsschnitte entlang den Linien A-A bzw. B-B in Fig. 1A; und

Fig. 3A bis 3D schematische Ansichten verschiedener Beispiele bekannter Spender mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder angeordneten Kolben, wie oben im einzelnen besprochen.

In den Fig. 1A, 1B, 2A und 2B ist ein Kolben eines Spenders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Kolben ist als Ganzes durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet und umfaßt drei Abschnitte 11, 12, 13, welche axial aufeinander ausgerichtet sind, das heißt, eine Stirnseite 11, die so abgeschrägt ist, daß ihr Durchmesser nach hinten zunimmt, ein Zwischenabschnitt 12, der mit der hinteren Seite der Stirnseite 11 verbunden ist, und einen hinteren Abschnitt 13, der mit der hinteren Seite des Zwischenabschnitts 12 verbunden ist.

Wie insbesondere in den Fig. 2A und 2B gezeigt, weist die Stirnseite 11 eine im wesentlichen konische Gestalt auf sowie ein hinteres Ende 14 auf mit einem Außendurchmesser, welcher etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 15, der durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Stirnseite 11 läßt somit das Passieren nicht nur von Luft und viskoser Flüssigkeit zu, sondern auch von Feststoffpartikeln zu, welche in der Flüssigkeit enthalten sein können, und zwar durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Zylinderinnenwand und dem hinteren Ende 14 des Kolbens zu dem Zwischenabschnitt 12 hin. Die Stirnseite 11 ist in der dargestellten Ausführungsform mit zwei lokalen Rücksprüngen 16 gebildet, an denen der Kolben 10 von der Innenwand des Zylinders 15 beabstandet ist. Die Rücksprünge 16 sind an diametral entgegengesetzten Stellen angeordnet. Sie stellen sicher, daß die viskose Flüssigkeit in den Zwischenabschnitt 12 gelangt, wodurch die Minimierung der Differenz zwischen dem Außendurchmesser des hinteren Endes 14 und dem Innendurchmesser des Zylinders 15 zugelassen wird.

Der zwischen der Stirnseite 11 und dem hinteren Abschnitt 13 gelegene Zwischenabschnitt 12 weist eine zylindrische Gestalt auf und weist einen Durchmesser auf, welcher etwas vermindert ist bezüglich des hinteren Endes 14 der Stirnseite 11.

Der hintere Abschnitt 13 weist einen dünnwandigen Aufbau auf und kann eine zylindrische oder etwas abgeschrägte konische Gestalt aufweisen. Der hintere Abschnitt 13 weist einen maximalen Außendurchmesser auf, welcher wenigstens örtlich etwas größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders 15, zum Beispiel in dem hinteren Ende des hinteren Abschnitts 13. Der hintere Abschnitt 13 weist eine Mehrzahl axialer Schlitze 17 auf, sechs an der Zahl in der dargestellten Ausführungsform, welche in Umfangsrichtung in gleichen Winkeln voneinander beabstandet sind und eine Mehrzahl von Klappenelementen 18 dazwischen definieren. Die Klappenelemente 18 sind radial einwärts elastisch deformierbar und so ausgelegt, daß sie in ihrem deformierten Zustand fest gegen die Innenwand des Zylinders 15 gedrückt werden. Die Klappenelemente 18 dienen dazu, zu verhindern, daß die viskose Flüssigkeit sich an die Innenwand des Zylinders ansetzt, und auch dazu, zu verhindern, daß Feststoffpartikel in der viskosen Flüssigkeit zwischen den Klappenelementen 18 und dem Zylinder 5 eingeklemmt werden. Darüberhinaus sind die elastisch deformierbaren Klappenelemente 18 in der Lage, eine mögliche Schwankung in den Innendurchmesser des Zylinders 15 aufgrund von Fertigungstoleranzen zu kompensieren. Die axialen Schlitze 17 lassen andererseits das Passieren eines Teiles der viskosen Flüssigkeit zu und ermöglichen, daß die Rückstellkraft der Flüssigkeit in ihrem komprimierten Zustand durch diese angemessen entspannt wird.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 10 mit einer Zentralbohrung 19 gebildet, welche in der hinteren Endfläche des Kolbens 10 offen ist und sich axial zu der Innenseite des vorderen Abschnitts 11 erstreckt. Die Zentralbohrung 19 weist ein Innengewinde auf, welches mit einem Gewindeschaft eines nicht gezeigten Entnahmewerkzeugs in Eingriff zu bringen ist, um das Entfernen des Kolbens 10 aus dem Zylinder 15 zu erleichtern, wenn es erforderlich ist. Die Zentralbohrung 19 kann auch dazu verwendet werden, an dem Kolben 10 einen Sensor zu befestigen zur Überwachung des Flüssigkeitspegels in dem Zylinder 15.

Der Kolben 10 weist eine Mehrzahl von Rippen 20 auf, zum Beispiel acht an der Zahl, die Hohlräume 21 bilden, welche sich von dem Zwischenabschnitt 12 zu dem vorderen Abschnitt 11 erstrecken. Die Hohlräume 21 dienen dazu, die Dimensionsgenauigkeit des Kolbens 10 zu verbessern und sein spezifisches Gewicht zu vermindern.

Der hintere Abschnitt 13 ist in der dargestellten Ausführungsform mit zwei örtlichen Auskehlungen 22 gebildet, wo der Kolben 10 von der Innenwand des Zylinders 15 beabstandet ist. Die Auskehlungen 22 sind an diametral entgegengesetzten Stellen angeordnet und dienen dazu, die viskose Flüssigkeit oder Paste nach oben auszustoßen, im wesentlichen auf die gleiche Art wie die Rücksprünge 16 in dem vorderen Abschnitt 11, und stellen sicher, daß die Rückstellkraft der Flüssigkeit in ihrem komprimierten Zustand durch diese angemessen entspannt wird.

Die Funktion und Arbeitsweise des Kolbens 10 gemäß obiger Konstruktion wird nachfolgend erläutert.

Es wird angenommen, daß eine vorbestimmte Menge viskoser Flüssigkeit vorher in den Zylinder 15 geladen worden ist, welcher aus einem transparenten Material besteht. Der Kolben 10 wird entweder manuell oder mittels Werkzeug in den Zylinder eingesetzt. Der Kolben 10 kann glatt in den Zylinder 15 eingesetzt werden, ohne Neigung der Kolbenachse relativ zu der Zylinderachse, aufgrund des Gleitkontakts des hinteren Endes 14 des vorderen Abschnitts 11 mit der Innenfläche des Zylinders 15 in Verbindung mit dem Gleitkontakt der Klappenbereiche 18 des hinteren Abschnitts 13 mit der Innenfläche des Zylinders 15.

Wenn die Stirnseite 11 während der Einfügung des Kolbens 10 allmählich in die viskose Flüssigkeit getaucht wird, werden ein kleiner Teil der Flüssigkeit und der in der Flüssigkeit eingeschlossenen Luft durch den vorderen Abschnitt des Kolbenbereichs verdrängt und strömen durch die axialen Rücksprünge 16 in dem hinteren Ende 14 der Stirnseite 11 zu dem Zwischenabschnitt 12 hindurch. Die verdrängte Flüssigkeit und die eingeschlossene Luft werden dann in einem Raum um den Zwischenabschnitt 12 herum und vor dem hinteren Abschnitt 13 eingeleitet. Dabei wird die in diesem Raum befindliche Luft durch die axialen Schlitze 17 in dem hinteren Abschnitt 13 allmählich aus diesem Raum verdrängt.

Normalerweise werden die verdrängte Flüssigkeit und die eingeschlossene Luft, die in den Raum um den Zwischenabschnitt 12 herum eingeleitet sind, aufgrund eines engen Gleitkontakts der Klappenelemente 18 mit der Innenfläche des Zylinders 15 durch den hinteren Abschnitt 13 blockiert. Jedoch kann abhängig von der Abwärtsverschiebung des Kolbens 10 ein kleinerer Teil der Flüssigkeit in die axialen Schlitze 17 des hinteren Abschnittes 13 eintreten und an der Innenfläche des Zylinders 15 anhaften. Trotzdem ist die an der Innenfläche des Zylinders 15 anhaftende Menge der viskosen Flüssigkeit praktisch vernachlässigbar, und die visuelle Beobachtung des Flüssigkeitspegels in dem Zylinder 15 von außen wird durch die anhaftende Flüssigkeit nicht gestört. Während des Einsetzens des Kolbens 10 in den Zylinder 15 weist selbst dann, wenn in der viskosen Flüssigkeit enthaltene Feststoffpartikel in den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Zylinder 15 und dem hinteren Ende 14 der Stirnseite 11 des Kolbens eintreten, der Zwischenraum eine Abmessung auf, welche das Hindurchgehen der Feststoffpartikel durch diesen zuläßt. Somit besteht kein Risiko des Festklemmens der Feststoffpartikel in dem ringförmigen Zwischenraum. Ferner können solche Feststoffpartikel, selbst wenn sie den hinteren Abschnitt 13 erreichen, aufgrund des festen Gleitkontakts der relativ harten Klappenelemente 18 des hinteren Abschnitts 13 mit der Innenfläche des Zylinders 15 nicht zwischen die Klappenelemente 18 und den Zylinder 15 eintreten. Auch hier besteht keine Gefahr des Einklemmens der Feststoffpartikel zwischen den Klappenelementen 18 und dem Zylinder 15. Natürlich kann ein Teil der Feststoffpartikel in die axialen Schlitze 17 in dem hinteren Abschnitt 13 eintreten. Die axialen Schlitze 17 sind jedoch so dimensioniert, daß sie das Passieren der Feststoffpartikel zulassen.

Jeder Abschnitt 11, 12 und 13 des Kolbens 10 arbeitet in gleicher Weise auch während des Ausstoßvorgangs. Um den Ausstoßvorgang auszuführen, wird eine Druckluftimpulsfolge an dem Kolben 10 angelegt, und der Luftdruck wird hauptsächlich über den Kolben 10 auf die viskose Flüssigkeit übertragen. Dadurch wird die viskose Flüssigkeit nach unten gedrängt und aus der (nicht gezeigten) Nadel ausgestoßen, welche an dem Vorderende des Zylinders 15 befestigt ist. Nachdem eine vorbestimmte konstante Menge der Flüssigkeit aus der Nadel ausgestoßen worden ist, erfolgen keine weiteren Druckluftimpulse auf den Kolben 10.

Wenn die Anwendung der Druckluftimpulsfolge auf den Kolben gestoppt wird, wird, wie oben in Verbindung mit dem herkömmlichen Flüssigkeitsausteiler ausgeführt, eine Rückstellkraft der komprimierten Flüssigkeit auf den Kolben ausgeübt, unabhängig davon, ob die Flüssigkeit eine relativ hohe Kompressibilität aufweist oder die Flüssigkeit eine wesentliche Menge Luftblasen enthält. Erfindungsgemäß kann jedoch ein Großteil der Rückstellkraft der komprimierten Flüssigkeit durch den Raum zwischen dem Zwischenabschnitt 12 und dem Zylinder 15, durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem hinteren Ende 14 der Stirnseite 11 und dem Zylinder 15 und ferner durch die axialen Schlitze in dem hinteren Abschnitt 13 zu der oberen Seite des Kolbens 10 hin abgebaut werden. Daher wird auf den Kolben 10 keine Rückstellkraft von einer Größe ausgeübt, die eine Aufwärtsverschiebung oder ein Rückstoßen des Kolbens 10 verursachen könnte. Das bedeutet, daß die Luft an der oberen Seite des Kolbens 10 daran gehindert wird, in den Raum zwischen dem Zwischenabschnitt 12 und dem Zylinder 15 eingesaugt zu werden, was infolge einer Aufwärtsverschiebung des Kolbens 10 unvermeidlich wäre.

Somit schafft die Erfindung einen Spender, welcher imstande ist,

• - zu verhindern, daß die viskose Flüssigkeit übermäßig zwischen Zylinder und Kolben gelangt,
• - zu verhindern, daß in der viskosen Flüssigkeit enthaltene Feststoffpartikel in den ringförmigen Zwischenraum eingeklemmt werden,
• - zu verhindern, daß Luft von dem oberen Endbereich des Kolbens in den ringförmigen Zwischenraum gesaugt wird, und
• - sicherzustellen, daß der Luftdruck richtig auf die viskose Flüssigkeit übertragen wird, um dadurch den Ausstoß einer konstanten Menge der viskosen Flüssigkeit zu ermöglichen.

Claims (7)

1. Spender zur Abgabe vorgebbarer Mengen eines viskosen Fluids, mit einem Hohlzylinder und einem in diesem gleitend geführten Kolben, der relativ zu einer Fluidspeicherkammer, die zumindest teilweise durch die Innenwand des Zylinders begrenzt ist, nicht zwischen die Klappenelemente 18 und den Zylinder 15 bewegbar angeordnet ist, wobei die zur Fluidspeicherkammer weisende Stirnseite (11) des Kolbens als Rotationsfläche bezüglich der Längsachse des Zylinders ausgebildet ist, deren Durchmesser in von der Fluidspeicherkammer weglaufender Richtung zunimmmt, und ein hinterer Abschnitt (13) des Kolbens gegen die Innenwand des Zylinders anliegt, dessen Außendurchmesser in unverformtem Zustand größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders, dadurch gekennzeichnet, daß der radial am weitesten außenliegende Bereich (14) der Stirnseite (11) einen Außendurchmesser aufweisr, der geringfügig kleiner als der In­ nendurchmesser des Zylinders ist, und daß sich an den Bereich (14) ein von der Fluidspeicherkammerseite weg erstreckender Zwischenabschnitt (12) anschließt, dessen Außendurchmesser gegenüber dem Außendurchmesser des äußersten Bereichs (14) der Stirnseite (11) vermindert ist, und daß der an den Zwischenabschnitt (12) anschließende hintere Abschnitt (13) mehrere elastische, in Radialrichtung verformbare Klappenelemente (18) aufweist, die im eingebauten Zustand des Kolbens gegen die Innenwand des Zylinders anliegen und die jeweils durch sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze (17) voneinander getrennt sind, wobei durch die axialen Schlitze (17) ein zwischen der Innenwand des Zylinders und dem Zwischenabschnitt (12) gebildeter, mit der Fluidspeicherkammer kommunizierender ringartiger Raum mit dem Raum über der Kolbenrückwand verbunden ist.

2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Stirnseite (11) des Kolbens (10) wenigstens einen axialen Rücksprung aufweist, an dem der Kolben (10) von der Innenwand des Zylinders (15) um eine solche Länge beabstandet ist, daß das Durchlassen von in der viskosen Flüssigkeit enthaltenen Festpartikeln zu dem Zwischenabschnitt (12) ermöglicht wird.

3. Spender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere axiale Rücksprünge (16) vorgesehen sind, die voneinander in Umfangsrichtung des Kolbens (10) beabstandet sind.

4. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) an seinem hinteren Abschnitt (13) dünnwandig ist.

5. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Schlitze (17) derart dimensioniert sind, daß sie das Passieren von in der viskosen Flüssigkeit enthaltenen Festpartikeln zulassen.

6. Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt (13) des Kolbens (10) wenigstens eine axiale Auskehlung (22) aufweist, an der der Kolben (10) von der Innenwand des Zylinders (15) beabstandet ist.

7. Spender nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere axiale Auskehlungen (22) an dem hinteren Abschnitt (13) vorgesehen sind, die voneinander in Umfangsrichtung des Kolbens (10) beabstandet sind.